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科学普及

医药生物技术丨“绝杀”新冠肺炎,除了疫苗就属TA了!为病毒量身定制的中和抗体,你可识得这把“除魔之剑”?

    发布时间:2020-10-20

       新型冠状病毒可能是迄今为止科研人员遇到的最棘手的冠状病毒。它的传染性与普通流感相似,致死率却远高于普通流感。

       当前,全世界都对新冠疫苗“翘首以盼”,尽管不断有关于疫苗研发的好消息传来,但疫苗距离投入应用仍有较长的时间。在此情况下,只有找到安全有效的药物,才能更好地应对新冠肺炎大流行。

       除了疫苗,新冠肺炎的防治还有哪些突破口呢?目前,全球有多个研究团队正在寻找能够治疗甚至预防新冠肺炎的方法,其中特异性中和抗体被认为是“绝杀”新冠肺炎的“除魔之剑”!

       什么是中和抗体?中和抗体如何制备?现在新冠肺炎中和抗体的研究进展如何呢?

什么是中和抗体?

       中和抗体顾名思义,即能够用来中和病原体,使其不能再感染人的抗体。

       从来源上,大家可以将中和抗体分为天然中和抗体(一般为多克隆中和抗体)与人工制备中和抗体(一般为单克隆中和抗体)。

?天然中和抗体?

       天然中和抗体是指当病原微生物侵入机体后,病原微生物的中和抗原刺激机体的免疫系统B淋巴细胞所产生的、能与相应病原微生物结合并使之丧失感染能力的一类可溶性蛋白。天然中和抗体可从人类恢复期血清中提纯,即是大家熟知的免疫球蛋白。

       天然中和抗体的作用机理一般有如下4种:

       1.中和抗体直接封闭病毒表面抗原,如与病毒表面吸附蛋白(VAP)结合,从而阻断病毒的吸附;

       2.中和抗体改变病毒的表面构型,从而阻碍病毒与易感细胞的吸附和穿入作用;

       3.中和抗体与病毒结合后,形成免疫复合物,使其更容易被巨噬细胞吞噬清除;

       4.中和抗体与包膜病毒结合后,通过激活补体溶解包膜病毒。

?人工制备中和抗体?

人工制备中和抗体即单克隆中和抗体,就是利用单克隆技术生产的抗体。

目前研制新型冠状病毒抗体的技术路线有5条,分别是单细胞PCR技术、抗体库技术、受体-Fc融合蛋白技术、人抗体转基因小鼠技术、杂交瘤技术。

在这5条技术路线中,单个B淋巴细胞抗体制备技术可以较好地保留轻重链可变区的天然配对,具有基因多样性好、效率高、需要的细胞量少等特点。其产生的抗体具有全人源性、高度抗原特异性、亲和性等优势。该技术受到世界上很多研究团队的青睐,带来了丰硕的成果。

中和抗体是怎样制备的?

以单个B淋巴细胞抗体制备技术为例,它是单细胞分离鉴定技术与多种聚合酶链式反应(PCR)技术结合形成的一种单克隆抗体的体外表达系统,即从B淋巴细胞中直接获取全人源单克隆抗体的方法。

该技术可从恢复期患者、免疫动物组织或外周血中分离抗原特异性B细胞,通过单细胞PCR技术从单个分泌抗体的B细胞中扩增IgG重链和轻链可变区基因,然后在哺乳动物细胞内表达,从而获得具有生物活性的单克隆抗体。

单个B淋巴细胞抗体制备技术的一般过程:

1.首先对新冠肺炎康复患者进行中和抗体效价检测,从血清效价较高患者体内抽取外周血,获得外周血单核B细胞,并对其进一步富集;

2.利用单细胞PCR技术,将单个B细胞内的mRNA反转录成cDNA,再由cDNA克隆出免疫球蛋白基因的可变区;

3.将免疫球蛋白可变区基因克隆到含有表达免疫球蛋白分子其他部分基因的载体中;

4.将该载体转染进293T或CHO等细胞并表达,抗体分子便会被分泌到细胞培养液中;

5.通过收集细胞培养液并进行抗体纯化,便可获得新型冠状病毒的单克隆抗体。

值得注意的是,尽管单个B淋巴细胞抗体制备技术具有基因多样性好、效率高、抗体全人源性、高度抗原特异等优势,但该技术还存在着诸如对样本与扩增引物设计要求高、难以高效获取抗原特异性B淋巴细胞、高通量PCR抗体基因扩增技术不完善等不足。

相信随着相关技术的优化,单个B淋巴细胞抗体制备技术也将得到进一步发展。

中和抗体研究有何进展?

?国内研究情况?

据不完全统计,国内有20多家高校、科研院所和企业开展新冠肺炎中和抗体和针对细胞因子风暴的抗体的研究工作。

其中利用单细胞PCR技术制备抗体的主要有中国科学院微生物研究所严景华、清华大学张林琦、北京大学谢晓亮等多个团队。

在这些研究团队中,中国科学院微生物研究所与中国疾病预防控制中心、中国科学院武汉病毒研究所、北京地坛医院等多个产学研机构联合攻关研制的新型冠状病毒全人源单克隆抗体,已于6月5日获得国家药品监督管理局的临床试验批准。

这是国内首个获准开展临床试验的新冠肺炎治疗性抗体药物,也是全球首个完成非人灵长类动物实验后,在健康人群中开展新冠肺炎治疗性抗体临床试验的药物。

?国外研究情况?

针对新冠肺炎,国外多家研究机构和企业也在加快推进新型冠状病毒抗体药物的研发。在中和抗体的研究方面,美国、韩国的研究团队都在利用单细胞PCR技术开发抗体产品。

8月3日,美国制药企业宣布启动一项新型冠状病毒抗体疗法Ⅲ期临床试验,主要评价其研发的抗体药物能否有效预防美国养老院等长期护理机构人员被新型冠状病毒感染。该药物Ⅰ期临床试验于6月2日启动,6月底结束。

这一药物称为LY-CoV555,是从美国一名早期新冠肺炎康复患者的血液样本中分离、鉴定出中和抗体,采用单B淋巴细胞抗体技术制备而成的针对新型冠状病毒刺突蛋白的单克隆抗体。据先容,它能阻止病毒附着和进入人体细胞,有望起到预防和治疗新型冠状病毒感染的作用。

新冠肺炎疫情期间,全球科研团队日夜与病毒“竞速”,中和抗体药物无疑是最热“赛道”之一。期待中和抗体药物开发及临床试验获得成功,为攻克“新冠”再添助力。




编辑:药葫芦娃医药生物技术科普组


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